Die grosse Rumeierei - ich will mein Laufrad selber bauen

[skandsen]

Die "Fahrerlast", also die beschleunigte Masse = Kraft ist nicht konstant. Durch Stösse und Unebenheiten schwankt die Beschleunigung und man kann nicht einfach eine Gewichtskraft aus der Masse und der Erdbeschleunigung (g) errechnen.
Das macht die Sache so unfassbar theoretisch.

Ja, genau, da strauchele ich auch immer wieder mit einfachen Vorstellungen.

 

[lagaffe]

@a.j.h. :Ich meine, dass man sich viel zu schnell in Einzelbetrachtungen verliert und fast noch schneller dabei ist, das Ganze so zu betrachten, als sei ein Laufrad nichts weiter als eine Art "Reaktionskette": Ritzel dreht an Nabe, Nabe zieht an Speiche, Speiche zieht an Felge. Das würde vielleicht noch nachvollziehbar sein, wenn alle Bauteile nur lose rumhängen. Das tun sie aber nicht.
Das Speichenrad besteht primär aus Nabe, Speichen, Felge und Vorspannung ( plus Reifen natürlich, aber den lasse ich mal weg). Ohne eine dieser "Komponenten" hat es nicht seine Eigenschaften und funktioniert dann auch nicht. Vorspannung dabei keine beliebige, lustige Eigenart, sondern essentiell, genauso wie eine Spannbetonbrücke ohne Vorspannung keine wäre.
Oder, etwas weiter hergeholt: Ein Verbundwerkstoff hat nur dann seine Eigenschaften, wenn seine einzelnen Bestandteile wirklich einen Verbund bilden und nicht einzeln.

Das fertige Laufrad ist im Grunde erst einmal mechanisch einmal so zu behandeln, als sei es ein Körper, im Prinzip, als sei es ein meinetwegen ein Scheibenrad. Wenn man jetzt davon spricht, dass ein Drehmoment übertragen wird oder ein Kraft von außen ausgeübt wird, dann immer auf das Rad und nicht zuerst auf irgendein Bauteil.
Das mag kleinlich klingen, aber wenn das außer Acht gelassen wird, ist man eben schnell dabei irgendwelche Hebel oder Hebelmomente an einzelnen Bauteilen sehen zu wollen, die es in dem Fall gar nicht gibt.
Wenn es einen Hebel gibt, dann wieder das ganze Rad, resp. sein Radius, der bei Krafteinwirkung von außen beispielsweise ein Drehmoment auf den Mittelpunkt der Achse erzeugen kann. Nur als Beispiel.

Jetzt geht es darum, auch ein stabiles, belastbares Rad zu bauen, oder ein aerodynamisches oder was auch immer. Wie die einzelnen Komponenten beschaffen sein müsse, warum das Laufrad eben geschädigt wird und was bei Belastung passiert usw.

Jetzt muß man sich eben das "Gefüge" ansehen, ohne aber dabei schon mal das Rad in Gedanken gleich auseinander zu bauen. Es heißt nicht umsonst "Kräfteverteilung im Speichenrad" und nicht "Speichen und ihre Kräfte".

Vielleicht wird jetzt deutlich, was ich meine?

Letztendlich wird das Ganze dadurch sogar einfacher in dem Sinne, dass vieles, was so in Laufradbauer-Diskussionen auftaucht ( jetzt nicht unbedingt hier) schlicht nicht von Belang ist, weil es nicht existiert oder zumindest keine große Bedeutung hat.

 

[a.j.h.]

Und das sehe ich genau anders. Man muss das System "Speichenrad" in seine einzelnen Komponenten zerlegen, damit man auch die einzelnen Kraftgrößen ermitteln kann. Es geht nicht anders.
Und eine Vorspannung zu berücksichtigen, ist dabei überhaupt kein Problem.

Und erst dann, wenn man dieses komplexe System und die Zusammenhänge erklärt hat, kann man irgendwelche aus der Luft gegriffenen Behauptungen selbsternannter Laufradgurus beurteilen.

 

[a.j.h.]

Das fertige Laufrad ist im Grunde erst einmal mechanisch einmal so zu behandeln, als sei es ein Körper, im Prinzip, als sei es ein meinetwegen ein Scheibenrad. Wenn man jetzt davon spricht, dass ein Drehmoment übertragen wird oder ein Kraft von außen ausgeübt wird, dann immer auf das Rad und nicht zuerst auf irgendein Bauteil.
Das mag kleinlich klingen, aber wenn das außer Acht gelassen wird, ist man eben schnell dabei irgendwelche Hebel oder Hebelmomente an einzelnen Bauteilen sehen zu wollen, die es in dem Fall gar nicht gibt.

Man spricht dabei von inneren- und äußeren Kräften. Beides muss im Gleichgewicht sein, die Summe der Kräfte und Momente an beiden Systemen ist identisch, sonst ist die Betrachtung falsch.

Das sind Grundprinzipien in der Mechanik und da macht ein Speichenrad keine Ausnahme. Es entzieht sich nicht der Physik/Mechanik, es ist nur relativ komplex.

 

[lagaffe]

Sage mir, wenn ich Dich mißverstehe, aber was willst Du denn an einer einzelnen Speiche sehen können?

Und was meinst Du mit einzelnen "Kraftgrößen"?

Nimm es mir nicht übel, aber ehrlich gesagt, kann ich Dir gerade überhaupt nicht folgen: "innere, äußere Kräfte"? , "Gleichgewicht"......"Summe Kräfte und Momente".
Wenn Du die Grundprinzipien der Mechanik meinst, gibt es da wohl bei keinem Diskutanten hier wirklich einen Zweifel.......... ich weiß nur nicht, worauf Du hinaus willst.

 

[steelbike]

Gebt ihr Bescheid, wenn ihr den Astrophysikbereich wieder verlasst

 

[a.j.h.]

Sage mir, wenn ich Dich mißverstehe, aber was willst Du denn an einer einzelnen Speiche sehen können?

Die einzelne Speiche ist dabei nur ein Beispiel. Man kann das Ganze auch für den Nabenflansch machen, die Felge,...

Es gibt an einem Laufrad Bauteile, die versagen. Um zu wissen, warum sie versagen, muss man solche Betrachtungen anstellen. Last ermitteln, Kräfte und Spannungen berechnen, einen Querschnittswiderstand dagegenstellen,... So geht Dimensionieren bzw. Bemessen. In der Theorie.

Was soll denn sonst Ziel von diesem ganzen theoretischem Kram sein?

 

[lagaffe]

Eigentlich macht man den ganzen "theoretischen Kram", um ein wenig Verständnis von dem zu haben, was man da gerade macht ( aus Theorie folgt Praxis folgt Theorie, folgt..). Und das man nicht nur spekuliert, wenn man einen Laufradsatz plant.

Aber ich will mal kurz unterbrechen um mal eine Neben-Anmerkung zu machen:

Meine Erfahrung ist, dass eigentlich mehr in den Laufradbau hinein interpretiert wird, als eigentlich vorhanden sein kann. Ich werde ziemlich oft mit völlig überzogenen Vorstellungen konfrontiert, sei es , was die Haltbarkeit von Material angeht, sei es, dass sich geneigte "Hobby-Laufradbauer" sich regelrecht in die tausenderlei Physik-Betrachtungen verlieren, die jede für sich völlig richtig ist, aber mit der Sache an sich gar nichts zu tun haben.

Die Physik eines Laufrades ist sicher nicht banal. Aber es wird sehr oft auch mehr daraus gemacht, als eigentlich da ist. Was nicht zuletzt an einer gewissen Mystifizierung liegt. Befindet man sich erst einmal in solchen Sphären, hilft auch Physik nicht viel weiter.

Ende der Unterbrechung....

 

[a.j.h.]

Das sehe ich auch so. Vollkommen richtig: Deswegen ja auch meine Anmerkungen bzgl. Theorie und Praxis.

 

[skandsen]

Um gute Laufräder zu bauen braucht es in erster Linie Sorgfalt. Viel Erfahrung ist sicherlich das Wichtigste um dabei konkrete Problemstellungen sinnvoll zu lösen.

Die Theorie kann helfen, die Erfahrungen auch zu verstehen oder schneller und gezielter neue zu erlangen und auch alte und manchmal auch falsche Mythen zu entlarven.

 

[Ritzelrechner]

Hier ist noch etwas Lesenswertes, für diejenigen, die sich für das Thema interessieren:
http://www.reimer-mann-verlag.de/pdfs/101586_1.pdf
Zur aktuellen Diskussion passt der Text ab Seite 19 unten (Kap. 2.2) bis Seite 23 etwa.

 

[lagaffe]

Es lohnt sich allerdings, auch die Einleitung zu lesen......

 

[a.j.h.]

Anscheinend hat tatsächlich noch niemand ein Speichenrad per Computersimulation berechnet? Kann doch nicht sein...?! Ist doch eigentlich kein großes Ding! Dafür reicht ein räumliches Stabwerksprogramm, die Speichenspannung kann man über Ersatzlasten erzeugen (wenn das Programm keine Vorspannung zulässt), die Belastungen kann man qualitativ aufbringen,... Und man kann die Sache nach Theorie II-er Ordnung berechnen, d.h. Kraftgrößen am verformten System...

 

[Ritzelrechner]

Anscheinend hat tatsächlich noch niemand ein Speichenrad per Computersimulation berechnet? Kann doch nicht sein...?!

Doch, natürlich. Genau das hat Jobst Brandt doch per FEM gemacht und die Ergebnisse in seinem Buch 1982 veröffentlicht.
Danach haben das noch zig andere noch detaillierter gemacht, z.B Olaf Schulz:
http://www.enhydralutris.de/Fahrrad/felgenkippen.pdf

 

[a.j.h.]

Hätte mich auch stark gewundert - danke für den Link.

 

[lagaffe]

Vielleicht ein kleiner Hinweis, grundsätzlich zu Quellen: Semesterarbeiten von Studenten können ohne Zweifel erstens gut und zweitens auch korrekt sein, müssen es aber nicht. Also ohne Korrektur vom Dozenten / Prof. und ohne selber von Fach zu sein, würde ich das nicht so ungefiltert als "wahr" annehmen.
Das gilt im Prinzip grundsätzlich. Aber eine Hausarbeit würde ich noch nicht in den Kanon der "Fachliteratur" aufnehmen.

 

[a.j.h.]

Ich kann dir sagen - nach "kleiner Durchsicht" der Ausarbeitung: Das ist ernsthaft gut gemacht und geht über den Umfang einer "einfachen Hausarbeit" hinnaus. Da hat jemand richtig Bock gehabt, die Geschichte zu untersuchen.
Allerdings konzentriert er sich stark auf die Felge...

 

[lagaffe]

Das war ja auch der Zweck der Übung.

Ganz nachvollziehen kann ich nur nicht, warum der nicht von vorn herein das annimmt, was kurz zusammengefasst ein Laufrad chippen läßt: nämlich wenn die Spannung insgesamt relativ zu hoch für die Felge ist.

Abgesehen davon sind zwei Ansätze, die zwar für das eigentliche Problem unbedeutend sind, falsch. Und die hat der offenkundig aus dem allgemeinen Kanon des Laufradbaues übernommen. Deswegen hätte ich gerne die Anmerkungen vom Prof. gelesen.

Hast Du mal den anderen Text gelesen ? ( Eine Dissertation, auch ohne Anmerkungen, aber verteidigt)

 

[blow.torch]

Vielleicht ein kleiner Hinweis, grundsätzlich zu Quellen: Semesterarbeiten von Studenten können ohne Zweifel erstens gut und zweitens auch korrekt sein, müssen es aber nicht. Also ohne Korrektur vom Dozenten / Prof. und ohne selber von Fach zu sein, würde ich das nicht so ungefiltert als "wahr" annehmen.
Das gilt im Prinzip grundsätzlich. Aber eine Hausarbeit würde ich noch nicht in den Kanon der "Fachliteratur" aufnehmen.

Immerhin ist es von jemandem "vom Fach" geschrieben ... und ... er ist engagierter (Alltags)-Radfahrer. Ich kenne ihn und sein Engagement seit etlichen Jahren aus der Newsgroup de.rec.fahrrad. Zudem sind sie an der TUHH "fahrradaffin", will sagen - haben seit Ende der 80er Erfahrung in Fahrrad- und Materialtests.

Gruß ...

 

[lagaffe]

Und das heißt jetzt was......??

Ist die Tatsache, dass man jetzt Mitglied einer "Newsgroup" ist und an einer "fahrradaffinenen" Uni studiert hat, jetzt neuerdings der Beleg für die Richtigkeit einer Semester-Arbeit??

Der Gute ist bestimmt ein ganz netter Mensch, aber das heißt nicht, dass seine Arbeit ganz toll ist. Und wenn der das nur halbwegs ernst gemeint hat, wird er auch keinen Wert darauf legen, dass ihm das irgendjemand völlig ungefiltert abnimmt.